Multiplexacao Distorcao Ruido - Escola Politécnicacnunes/cdt/aulas/... · A perda geralmente é maior nas margens inferior e superior da banda de passagem do canal Utilização de

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CDT Profa. Cristina Nunes

Multiplexação� É a técnica que permite a transmissão de mais de um sinal

em um mesmo meio físico. � A capacidade de transmissão do meio físico é dividida em

“fatias” (canais), com a finalidade de transportar informações de equipamentos distintos.


Multiplexação

� Existem duas técnicas de multiplexação:� Multiplexação por Divisão de Freqüência (FDM - Frequency

Division Multiplexing)� Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM - Time Division

Multiplexing)


Multiplexação - FDM

� Neste tipo de modulação a banda passante é dividida em vários canais de comunicação, em faixas de freqüência distintas.

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� Cada um desses canais pode ser usado individualmente como se fosse uma linha separada.

� Na telefonia as faixas de freqüência reservadas para a transmissão de voz são de 4 KHz.

� Neste tipo de técnica os terminais não precisam estar geograficamente próximos.

� Todos sinais são enviados ao mesmo tempo, porém cada um ocupando uma diferente porção da largura de banda.

� Uma desvantagem da FDM é a dificuldade de expansão.



� Etapas para a transmissão de um sinal multiplexado na freqüência:� passar um filtro no sinal de forma a preservar somente a faixa

relativa à banda passante necessária a cada um deles;� deslocar a faixa de freqüência deste sinal para a faixa de freqüência

da sua transmissão;� na recepção deve-se novamente deslocar o sinal da freqüência de

transmissão de transmissão para a sua freqüência original;� novamente passa-se um filtro para conter somente o sinal original.


Sistema FDM

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� Transmissão de três canais de voz sobre o mesmo meio simultaneamente.



�Transmissão ADSL� Menos de 25kHz para

voz• Plain old telephone

service (POTS)

� Uso de FDM para alocar duas bandas


Multiplexação - TDM

� Este tipo de multiplexação se beneficia do fato de que a capacidade (em quantidade de bits por segundo) do meio de transmissão, em muitos casos, excede a taxa média de geração de bits das estações conectadas ao meio físico.

� Ela intercala os bits, que fluem das linhas de baixa velocidade, dentro da linha de maior velocidade.

� A TDM pode ser classificada em síncrona e assíncrona.

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Multiplexação - TDM


Multiplexação - TDM Síncrona

� O domínio do tempo é dividido em intervalos de tamanho fixo T chamados frames (quadros).

� Cada frame é subdividido em N subintervalos {t1,...,tn} denominados slots ou segmentos que formam uma partição dos frames que, por sua vez, formam uma partição do tempo infinito.

� Os segmentos de tempo dentro de um frame não precisam ser do mesmo tamanho.


Multiplexação - TDM Síncrona

� Canal Fixo� é o conjunto de todos os segmentos, um em cada frame,

identificados por uma determinada posição fixa dentro dessesframes. Cada canal deve ser alocado para as diferentes fontes de transmissão.

� Canais Chaveados� são alocados e deslocados dinamicamente durante o

funcionamento das fontes transmissoras.

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TDM Síncrona


Multiplexação - TDM Assíncrona � Também chamada de multiplexação estatística.� Não há alocação de canal. � Parcelas de tempo são alocadas dinamicamente de acordo

com a demanda das estações, isto é, com a largura individual de cada canal.

� A banda a ser destinada a cada uma dos canais é alocada dinamicamente com base na utilização estatística.

� Cada canal dispõe de banda somente quando estiver enviando dados.


Multiplexação - TDM Assíncrona

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� Permite-se dessa forma a maximização do uso da largura de banda disponível na linha compartilhada.

� Nenhuma capacidade de transmissão é desperdiçada, pois o tempo não utilizado está sempre disponível caso alguma estação gere tráfego e deseja utilizar o canal de transmissão.



�Cable Modem� Dois canais dedicados para transferência de dados.

• Um em cada direção.

� Cada canal é compartilhado por vários assinantes.• Uso de TDM Assíncrono ou estatístico.


Limitações da Rede Telefônica

�As linhas telefônicas possuem um comportamento elétrico diferente daquele que seria considerado ideal.

�Isso se deve à existência de resistências, capacitâncias e indutâncias ao longo da fiação e circuitos comutadores, amplificadores emultiplexadores.

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Limitações da Rede Telefônica� Tal comportamento pode ser descrito pelo modelo

apresentado na figura abaixo, que representa um quilômetro de linha de transmissão.



�Os resistores R representam a resistência dos fios e são responsáveis por uma atenuação geral do sinal, independente da freqüência.

�C representa a capacitância decorrente da proximidade entre os condutores.

�L é a indutância dos fios.�G é condutância do isolante, que resulta em fuga

de corrente.



�As influências da indutância e da condutância são normalmente desprezíveis.

�Além do comportamento elétrico da linha, outros fatores contribuem para a degeneração do sinal transmitido:� introdução de componentes que não faziam partes do

sinal original, � alteração da sua forma (freqüência, fase, amplitude).

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Distorção e Ruído�Todo sinal elétrico ao propagar-se em um meio de

transmissão sofre degradação�Distorções

� são alterações determinísticas e sistemáticas da forma de onda do sinal, causadas pelas características de transmissão imperfeitas do canal

�Ruídos� são perturbações de natureza aleatória, causadas por

agentes externos ao sistema de comunicação


Distorção e Ruído


Distorção

�Mudança indesejada na forma da onda�Ocorre sempre que é transmitido o sinal sobre um

certo canal. �Conhecendo o canal, pode-se predizer o que irá

acontecer sobre qualquer sinal que seja transmitido por ele.

�É passível de compensação pela adição de componentes elétricos passivos e/ou ativos ao canal, que eliminem ou minimizem seus efeitos.

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Distorção por atenuação� As distorções, por serem sistemáticas e determinísticas,

podem ser compensadas no transmissor e no receptor, atravésde circuitos de equalização

� Se todas as componentes de um sinal tivessem suasamplitudes simplesmente atenuadas de forma constante, o sinal perderia potência mas manteria a mesma forma de onda, sem distorção

� A distorção ocorre porque a atenuação afeta de maneira diferente as amplitudes relativas de diferentes componentes do sinal.


Distorção por atenuação


Distorção por atenuação

� A perda geralmente é maior nas margens inferior e superior da banda de passagem do canal

� Utilização de amplificadores e equalizadores para minimizaro efeito da distorção

� Os equalizadores são dispositivos cuja função de transferência é o inverso daquela do canal, na faixa de freqüências de interesse, compensando o efeito da atenuação variável do canal

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Distorção por Retardo (de fase)

� Não só a amplitude de uma senóide é afetada ao ser transmitida em um canal� sua fase também é modificada

� As componentes do sinal sofrem saltos de fase não linear provocando um atraso maior nas freqüências que estão à margem da banda de passagem

� Danosa à transmissão de dados� possibilidade de interferência entre símbolos

� Utilização de equalizadores de fase


Distorção de fase


Ruído�É constituído por sinais eletrônicos aleatórios�Por serem aleatórios, não podem ser

completamente compensados.�Adição adulterada ao sinal de informação que

tende a alterar seu conteúdo. �É um sinal indesejável. �É muito difícil de compensar, pois não pode ser

prognosticado, a não ser em termos de probabilidade.

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Ruído

�Existem dois tipos de ruído que afetam as comunicações telefônicas:� ruído branco� ruído impulsivo


Ruído branco

�É denominado também ruído térmico. �Provocado pela agitação dos elétrons nos

condutores.�Sua quantidade é função da temperatura.�É uniformemente distribuído em todas as

freqüências do espectro .�Na prática, é o chiado de fundo que pode ser

ouvido em qualquer sistema de comunicação.


Ruído branco

�É mais danoso à comunicação de voz do que à comunicação de dados.

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Ruído branco�A recuperação e amplificação do sinal em pontos

intermediários de um canal de comunicação não melhora a relação sinal/ruído (RSR)� ruído branco também é amplificado e se adiciona ao

nível de ruído presente no novo trecho de linha� Assim, a RSR se deteriora com o aumento do número

de trechos de um canal


Ruído branco


Ruído impulsivo�É não contínuo e consiste em pulsos irregulares e

com grandes amplitudes, sendo de difícil prevenção� a duração destes pulsos pode variar de alguns

milisegundos até centenas de milisegundos

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Ruído impulsivo�É provocado por

� distúrbios elétricos externos ou falhas nos equipamentos� indução no circuito telefônico (raios)

�É o causador da maior parte dos erros emcomunicação de dados

�Sua medida se realiza pela contagem do número de vezes que, num determinado período de tempo, os picos ultrapassem um nível pré-fixado

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